JP2562816B2

JP2562816B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2562816B2
Application number: JP14188587A
Authority: JP
Inventors: 広司西村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-06-05
Filing date: 1987-06-05
Publication date: 1996-12-11
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JPS63307695A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、始動に高圧パルスを要する高圧放電灯を負
荷とする放電灯点灯装置に関するものである。

（背景技術）第５図は従来の高圧放電灯点灯装置の原理説明用の回
路図である。交流電源V₁には、限流要素たるチョークコ
イルL₁を介して高圧放電灯DLが接続されている。チョー
クコイルL₁は、巻線の途中にタップを備えており、高圧
放電灯DLの始動用の高圧パルスを発生するためのパルス
トランスを兼用している。巻線N₁及びN₂は夫々上記パル
ストランスの１次巻線及び２次巻線に相当する。１次巻
線N₁は、コンデンサC₁及びトライアックQ₁を介して交流
電源V₁に接続されている。高圧放電灯DLの両端には、抵
抗R₁及びコンデンサC₂の直列回路が接続されている。Q₂
は電圧応答スイッチング素子であり、コンデンサC₂の充
電電圧が所定値以上となったときに導通して、トライア
ックQ₁のゲートをトリガするものである。

第５図に示す回路の動作を第６図の波形図を参照しな
がら、簡単に説明する。第６図（イ）は高圧放電灯DLの
両端電圧、同図（ロ）はコンデンサC₂の充電電圧を夫々
示しており、実線は高圧放電灯DLの始動前の状態、破線
は高圧放電灯DLの定常点灯時の状態を示している。

高圧放電灯DLの始動前においては、高圧放電灯DLの両
端には交流電源V₁の電源電圧（便宜上V₁とする）と略等
しい電圧が印加されており、コンデンサC₂は電源電圧V₁
の各半サイクルの初期より抵抗R₁を介して充電され、コ
ンデンサC₂の充電電圧が電圧応答スイッチング素子Q₂の
応答電圧に達すると、電圧応答スイッチング素子Q₂が導
通し、コンデンサC₂の充電電荷がトライアックQ₁のゲー
トに放電されて、トライアックQ₁がトリガされる。これ
によって、トライアックQ₁が導通し、交流電源V₁、チョ
ークコイルL₁の１次巻線N₁、コンデンサC₁の閉回路が形
成され、１次巻線N₁には急峻な電流が流れて、パルス状
電圧が発生する。このパルス状電圧は、２次巻線N₂にも
誘起され、電源電圧V₁と重畳されて、始動用高圧パルス
として高圧放電灯DLの両端に印加される。これ以後、電
源電圧V₁の当該半サイクルの終期まで、電圧応答スイッ
チング素子Q₂は導通状態を維持する。そして、上記半サ
イクルの終期で、電源電圧V₁の極性が反転することによ
り、電圧応答スイッチング素子Q₂は非導通となる。電源
電圧V₁の次の半サイクルにおいても、上記の動作が繰り
返され、高圧放電灯DLには、電源電圧V₁の各半サイクル
に１回づつ始動用の高圧パルスが電源電圧V₁と重畳され
た形で印加されることになる（第６図（イ）の実線参
照）。

高圧放電灯DLが上記の始動用高圧パルスによって始動
すると、高圧放電灯DLの両端電圧は第６図（イ）の破線
に示すようになる。一般に、高圧放電灯DLの点灯状態に
おける両端電圧は、電源電圧V₁の約半分程度になるの
で、コンデンサC₂の充電電圧は、電圧応答スイッチング
素子Q₂の応答電圧には達せず、第６図（ロ）の破線に示
すようになり、したがって、高圧放電灯DLの点灯状態に
おいては、トライアックQ₁がトリガされず、前述のよう
な始動用の高圧パルスは発生しない。

第５図の回路は上記のごとき動作するものであって、
高圧放電灯DLを始動させるための高圧パルス発生回路
（いわゆるイグナイタIGN）は、高圧放電灯DLが点灯状
態になったときのみ動作を停止する。したがって、高圧
放電灯DLが放電灯点灯装置から切り離されている状態
（いわゆる無負荷状態）にあっても、また、高圧放電灯
DLの寿命等で高圧放電灯DLが接続されているにも拘わら
ず、高圧放電灯DLが定常点灯に移行できない状態にあっ
ても、イグナイタIGNは動作を継続し、交流電源V₁が投
入されている間中、高圧放電灯DLの両端には、高圧パル
スの印加が継続される。

このような長時間に亘るイグナイタIGNの動作は、電
気雑音の継続的発生をもたらし、音響機器やコンピュー
タ機器への悪影響の可能性が増大するという問題があ
る。また、第５図の回路において、イグナイタIGNと高
圧放電灯DLとの間に送り配線（いわゆる管灯回路）が介
在するような場合には、イグナイタIGNの発生する継続
的な高圧パルスの印加により送り配線が劣化したり、最
悪の場合には焼損する可能性もあった。

そこで、イグナイタIGNの動作を高圧放電灯DLの状態
に応答させるのではなく、タイマーを使用して或る一定
の時間で強制的にイグナイタIGNの動作を停止させるこ
とが考えられる。ところで、高圧放電灯の場合、一旦定
常点灯状態に入った後、何らかの原因（代表的には瞬時
停電）で立ち消えすると、その後、再始動するまでに
は、例えば、５〜20分程度の時間を要するのが一般的で
ある。これは、高圧放電灯の定常点灯時にあっては、発
光管が極めて高温になっており、この発光管温度が充分
に低い温度に下がるまでは、前述の始動用高圧パルスで
は高圧放電灯を始動させることができないからである。
したがって、前述のイグナイタIGNを停止させるまでの
或る一定の時間としては、代表的には20分程度とするの
が妥当である。しかしながら、20分もの時間にわたっ
て、高圧パルスの印加が継続されるのでは、前述のよう
な電気雑音の継続的発生や送り配線の劣化・焼損といっ
た問題を充分に解決することはできない。

そこで、高圧放電灯DLの初始動（上記立ち消え直後の
再始動と区別する意味で、最初の始動を“初始動”と称
する）に充分な時間のみイグナイタIGNを動作させるタ
イマーを設け、当該時間づつのイグナイタ動作を周期的
に繰り返すことが考えられる。高圧放電灯DLの初始動に
充分なイグナイタIGNの動作時間とは、代表的には７〜1
0秒であり、この短時間のイグナイタ動作を、例えば、
２分毎に繰り返すことにより、前述の再始動にも充分に
対応できると考えられる。しかしながら、このような方
式でもいわゆ無負荷の場合においては、７〜10秒の断続
的な電気雑音の発生が２分毎にいつまでも繰り返される
ことになり、また、前述の送り配線の劣化についても、
短期的な実効ストレスについては軽減されるものの、長
時間にわたって高圧パルス印加によるストレスを積算し
て行けば、必ずしも有効とは言い切れない面がある。

（発明の目的）本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、高圧放電灯始動用の高圧
パルスの継続的印加による不都合を解消した放電灯点灯
装置を提供するにある。

（発明の開示）本発明に係る放電灯点灯装置にあっては、上記の目的
を達成するために、第１図乃至第４図に示すように、始
動に高圧パルスを要する高圧放電灯DLを負荷とし、上記
高圧パルス発生用のイグナイタIGNを備える放電灯点灯
装置において、少なくとも上記高圧放電灯DLの初始動に
充分な時間を計時し、該計時時間中にのみ上記イグナイ
タIGNを動作可能とする第１のタイマーTM₁と、第１のタ
イマーTM₁を繰り返し動作させる第２のタイマーTM₂と、
少なくとも上記高圧放電灯DLの再始動に充分な時間を計
時し、該計時時間の経過後は上記イグナイタIGNの動作
を禁止する第３のタイマーTM₃とを備えて成るものであ
る。

すなわち、本発明にあっては、前述の高圧パルス印加
の強制的解除の思想のそれぞれの特徴を最大限に生かし
ながら、パルス発生期間を考えられる最小値にすること
によって、前述の難点の解消を図ろうとするものであ
り、高圧放電灯DLの初始動に必要な時間（代表的には10
秒）を計時する第１のタイマーTM₁を設け、この第１の
タイマーTM₁が一定周期（代表的には２分）で間欠的に
動作するように、第２のタイマーTM₂を設け、これら第
１及び第２のタイマーTM₁，TM₂が少なくとも高圧放電灯
DLの再始動に充分な時間（代表的には20分）以上動作す
るように、第３のタイマーTM₃を設けたものであり、第
１のタイマーTM₁の計時時間中にのみイグナイタIGNを動
作させ、第３のタイマーTM₃の計時時間の経過後はイグ
ナイタIGNを動作させないようにしたものである。

したがって、本発明にあっては、高圧放電灯DLの点灯
状態継続中に何らかの原因（例えば、瞬時停電）により
立ち消えを起こした後、高圧放電灯DLの発光管が熱い状
態より再始動する場合においても、高圧放電灯DLの始動
用の高圧パルス発生が間欠的に行われるので、再始動す
るまで継続的に高圧パルスを発生させる従来の方式に比
べて、電気雑音の発生による音響機器やコンピュータ機
器への悪影響の確率が低減でき、また、イグナイタIGN
と高圧放電灯DLとの間の送り配線（いわゆる管灯回路）
の劣化や焼損の可能性を低減できる。のみならず、高圧
放電灯DLが初始動、再始動共に不可の状態（例えば、球
切れ）に陥ったとしても、タイマーTM₃の存在により上
記の間欠的な高圧パルスの発生が、再始動に要する時間
よりも長く継続されることはないものである。

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１第１図は本発明の一実施例の回路図である。第１図の
回路において、第５図の従来例と同一の機能を有する部
分には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
交流電源V₁の電源電圧は、電源トランスTf₁にて降圧さ
れ、全波整流回路DB₁及びコンデンサC₃にて整流平滑さ
れて、第１乃至第３のタイマーTM₁〜TM₃の制御用電源電
圧が得られる。

第１のタイマーTM₁は、汎用のタイマーICtm₁（例え
ば、NECのμPC1555）と、このタイマーICtm₁の制御素子
たる抵抗R₁₁，R₁₂及びコンデンサC₁₁，C₁₂，C₁₃より構
成されている。

第２のタイマーTM₂は、汎用のタイマーICtm₂（例え
ば、ナショナルAN6780）と、このタイマーICtm₂の制御
素子たる抵抗R₂₁及びコンデンサC₂₁，C₂₂より構成され
ている。

第３のタイマーTM₃は、汎用のタイマーICtm₃（例え
ば、ナショナルAN6780）と、このタイマーICtm₃の制御
素子たる抵抗R₃₁，R₃₂及びコンデンサC₃₁，C₃₂，C₃₃よ
り構成されている。

トライアックQ₁のトリガ用のコンデンサC₂には、全波
整流回路DB₂の交流側端子を接続し、全波整流回路DB₂の
直流側端子には、前述の第１のタイマーTM₁の出力端が
接続されている。タイマーTM₁の動作開始のためのトリ
ガは、第２のタイマーTM₂の出力により行われ、タイマ
ーTM₂の動作開始のためのトリガは、第３のタイマーTM₃
の出力により行われる。

第２図は第１図回路におけるイグナイタIGNの動作状
況を説明するための動作波形図である。

第２図（イ）は、タイマーICtm₃の出力端子（６番ピ
ン）から得られるタイマーTM₃の出力信号の波形図であ
って、電源電圧V₁の投入後、抵抗R₃₁及びコンデンサC₃₁
で決まる時刻t₃までタイマーTM₃の出力信号が発生して
いること示す。タイマーICtm₃は、ストップ端子（２番
ピン）が“High"レベルで、リセット端子（３番ピン）
が“High"レベルという条件下で発振し、リセット端子
（３番ピン）は出力端子（６番ピン）に接続されている
ので、電源電圧V₁の投入後、時刻t₃にて出力端子（６番
ピン）が“Low"レベルになった状態で発振を停止し、そ
の後、その状態を維持する。

第２図（ロ）は、タイマーICtm₂の出力端子（６番ピ
ン）から得られるタイマーTM₂の出力信号の波形図であ
って、電源電圧V₁の投入後、抵抗R₂₁とコンデンサC₂₂の
値で決まる発振周期T₂で出力信号が発生していることを
示す。ストップ端子（２番ピン）は常に“High"レベル
であり、リセット端子（３番ピン）は前述の時刻t₃のタ
イミングまで“High"レベルを維持する。

第２図（ハ）は、タイマーICtm₁の出力端子（３番ピ
ン）から得られるタイマーTM₁の出力信号の波形図であ
って、電源電圧V₁の投入後、タイマーICtm₁のトリガ端
子（２番ピン）が“Low"レベルに落ちる度に、抵抗R₁₂
とコンデンサC₁₃の値で決まる時間T₁で出力信号が“Hig
h"レベルとなっていることを示す。なお、電源電圧V₁の
投入直後のタイマーICtm₂の出力は号“High"レベルであ
るが、抵抗R₁₁とコンデンサC₁₁の存在により、コンデン
サC₁₁の端子電圧は極めて短時間（コンデンサC₁₁がタイ
マーICtm₁の電源電圧の1/3以上に充電されるまでの間）
は“Low"レベルとなっているので、電源電圧V₁の投入直
後、タイマーICtm₁はトリガされ、時間T₁の間、タイマ
ーICtm₁の出力端子（３番ピン）は“High"レベルとな
る。

第１図回路のタイマーTM₁〜TM₃は上述のように動作す
るが、抵抗R₁とコンデンサC₂及び電圧応答スイッチング
素子Q₂で構成されるトライアックQ₁のトリガ回路に着目
すると、タイマーTM₁の出力が“Low"レベルの期間にお
いては、タイマーICtm₁の出力端子（３番ピン）とアー
ス端子（１番ピン）との間のバイパス回路の存在によ
り、コンデンサC₂の両端がショートされていることにな
り、抵抗R₁を介してコンデンサC₂への充電は行われず、
コンデンサC₂の充電電圧は上昇しない。したがって、ト
ライアックQ₁は非導通状態を維持し、高圧放電灯DLの状
態が如何なる場合においても、始動用の高圧パルスの発
生は起こらない。また、タイマーTM₁の出力が“High"レ
ベルの期間においては、上記トリガ回路は前述の従来例
と同様の動作を行い、高圧放電灯DLが始動した場合にお
いては、その時点で高圧放電灯DLの始動用高圧パルスの
発生は停止され、もし、高圧放電灯DLが点灯装置から実
質的に取り外されているような場合には、いわゆる無負
荷状態にあっても、高圧放電灯DLの始動用高圧パルス
は、第２図（ハ）の期間T₁にのみ発生するものであり、
しかも、少なくとも第２図（イ）の時刻t₃以降において
は、高圧放電灯DLがどのような状態であっても、始動用
高圧パルスの発生は行われない。

実施例２第３図は本発明の他の実施例の回路図である。本実施
例において、第１図の回路と同一の機能を有する部分に
は同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施
例と第１図の回路との相違点は、第１図の回路では、抵
抗R₁とコンデンサC₂との直列回路を高圧放電灯DLの両端
に接続していたのに対し、第３図の回路では、抵抗R₁と
コンデンサC₂との直列回路を電源電源V₁の両端に接続し
ている点である。このような回路構成を採ると、高圧放
電灯DLが初始動、再始動共に可能な状況下にあっては、
高圧放電灯DLの始動後少なくともタイマーTM₁で決まる
期間は、高圧放電灯DLが始動したかどうかに拘わらず、
高圧放電灯DLの始動用の高圧パルスが発生するが、高圧
放電灯DLが初始動、再始動共に不可の状況下にあって
は、タイマーTM₃，TM₂，TM₁の存在により、前述と同様
の動作を行う。

なお、第３図の回路構成では、抵抗R₁に高圧放電灯DL
の始動用の高圧パルスが印加されないので、第１図の回
路構成を用いる場合に比べて、抵抗R₁の耐圧についての
考慮が不要になるという点で優れているものである。

実施例３第４図は本発明のさらに他の実施例の回路図である。
本実施例において、第１図の回路と同一の機能を有する
部分には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
第１図の回路において、電源電圧V₁の瞬時停電により高
圧放電灯DLに立ち消えが生じた場合には、タイマーTM₃
に自動的にリセットがかかるが、例えば、電源電圧V₁の
急減などにより高圧放電灯DLに立ち消えが生じた場合に
は、タイマーTM₃にリセットがかからず、交流電源V₁を
一旦オフにするまでは高圧放電灯DLの不点灯状態が継続
する。第４図の回路では、この点を考慮して、第１図の
回路にタイマーTM₃のリセット要素Ａを追加したもので
ある。リセット要素Ａは、交流電源V₁の投入状態で高圧
放電灯DLが点灯状態から不点灯状態に移行したときの
み、タイマーTM₃へリセット信号を送るようにしたもの
である。したがって、第４図の回路では、交流電源V₁の
投入された状態で高圧放電灯DLが点灯状態から不点灯状
態へ移行した場合に、不点灯状態の継続が生じることを
防止できるものである。

（発明の効果）本発明は上述のように、高圧放電灯の初始動に充分な
時間のイグナイタ動作を高圧放電灯の再始動に充分な時
間以内で繰り返し行い得るようにしたので、立ち消え後
の再始動が確実に行われ、しかも、電気雑音の発生や配
線の劣化の可能性を可及的に低減することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は同上の動
作波形図、第３図は本発明の他の実施例の回路図、第４
図は本発明のさらに他の実施例の回路図、第５図は従来
例の回路図、第６図は同上の動作波形図である。 DLは高圧放電灯、IGNはイグナイタ、TM₁〜TM₃はタイマ
ーである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】始動に高圧パルスを要する高圧放電灯を負
荷とし、上記高圧パルス発生用のイグナイタを備える放
電灯点灯装置において、少なくとも上記高圧放電灯の初
始動に充分な時間を計時し、該計時時間中にのみ上記イ
グナイタを動作可能とする第１のタイマーと、第１のタ
イマーを繰り返し動作させる第２のタイマーと、少なく
とも上記高圧放電灯の再始動に充分な時間を計時し、該
計時時間の経過後は上記イグナイタの動作を禁止する第
３のタイマーとを備えて成ることを特徴とする放電灯点
灯装置。